國立成功大學環境工程學系 陳必晟/陳雅君/周芳汝
日月光集團高雄廠 易良翰/許美論/王絲郁/陳玉貞
近年國內舉辦許多大小循環經濟展或論壇，已呈現產業推動循環經濟累豐碩的成果。許多種過去的事業廢棄物，現今已經可以再生為循環材料，投入新的材料或產品應用。循環優點除了減少廢棄物處理之成本，可能還有直接和間接的溫室氣體減量效果，因此我國2050淨零轉型的十二項關鍵策略中，有一項正是「資源循環零廢棄」。
廢棄物再生具有減碳潛力，但實務上，各種循環再生產品未必都能減碳，因為再生處理的過程中，會投入具有碳足跡的能源和原料耗材，間接導致碳排放。再者，部分未能再生的殘餘物料需要後續的廢棄物或廢水處理，亦可能產生溫室氣體。因此，物料循環實際上是否有減碳潛力，需要對再生處理相關程序之投入產出，做系統性地盤查，並考慮再生後能替代哪些原生材料製造的產品，才能有科學客觀的基礎，衡量其循環減碳效果。
半導體封測大廠近年積極投入循環經濟，廢棄物管理導入資源再生技術和產品化，已有許多具體成果。為了更精確衡量廢棄物再生循環的減碳潛力，成大環工系陳必晟教授團隊和半導體封測大廠合作，進行盤查分析與計算，希望將減碳潛力的評估成果數據，分享給同業或有類似廢棄物之業者，讓有動機的業者加速其循環減碳效果的評估，以利規劃推動，一起投入廢棄物循環再生的製程轉型。因此，本研究挑出8項半導體封測產業廢棄物，從三個觀點，系統性地分析廢棄物循環再生的低碳潛力。
如圖1所示，觀點1是從半導體封測廠的廢棄物處理的角度，檢視再生處理是否比原廢棄物處理有較低的碳排；觀點2是廢棄物料再生處理業者的角度，比較其再生製程系統的溫室氣體排放，是否可產生較原生產品較低之碳足跡；觀點3從社會的效益來衡量，若再生處理的溫室氣體排放量，可以低於原廢棄物處理之排放與再生產物替代原料之碳足跡，則對社會具有系統性的減碳效益。
成大團隊拜訪半導體封測廠及合作之廢棄物再生處理廠，採用系統性的盤查，計算再生處理之直接與間接碳排(範疇1~3)，再生處理殘餘之廢棄物廢水處理亦屬盤查的系統範疇。相關投入物料碳排放係數之收集與選擇，優先採用環保署產品碳足跡資料庫及半導體封測廠內收集之係數，其他再運用ecoinvent 3.8資料，以IPCC 2021版本之GWP100全球暖化潛勢，計算二氧化碳排放當量。處理製程產生之直接排放，可以質量平衡計算產生減少的碳，氧化反應生成之CO2。
表1、廢棄物再生之減碳潛力三觀點
盤查計算後，得到8項半導體產業廢棄物的分析結果，從三個觀點比較減碳潛力（如表1）。在第一個觀點，再生處理相較於原廢棄物處理，研磨廢水及廢膠條等共5項具有減碳之效果，第二個觀點則比較再生產品與可被替代之原生料產品，僅有再生的金和硫酸銅結晶有較低之產品碳足跡，第三個觀點比較系統性的減碳效果，除了廢電木板含鎳廢液目前的技術還未能達到系統性減碳，其他六項都具減碳效果，第三個觀點的詳細結果整理於表2，我們也可以看到各種廢棄物循環的減碳比例。
雖然一些廢棄物的循環目前無減碳效果，未來仍有機會再降低系統的碳排放，我們可以分析盤查得到的排放熱點，對不同的再生處理程序，可運用不同的改善策略，相關建議如下：
- 耗電量高的程序可使用綠電，替代碳係數較高的台電供電。
- 有些含有價金屬廢液單位回收量投入較多的能資源，若能在源頭製程將廢液分流，以提高有廢液的金屬濃度和回收率，就有機會減少再生產物單位產量的能資源耗用量。
- 使用化學原料或耗材有較高碳足跡者，可尋找替代的藥品材料，或使用回收再利用之藥劑，或評估化學原料或耗材減量對於回收率之影響。
- 有些系統的再生程序熱點在於較高的整廠用水用電和廢水處理的分配額，可以檢討該製程產線是否有必要分配這些使用量，分配量的調整若可行，將有機會讓增碳的現況轉為有減碳的潛力。
表2、各種廢棄物經再生處理，產品替代原生料之整體減碳潛力
呈如前述，期望未來能將本研究結果，評估廢棄物再生之減碳潛力成果數據，分享給同業，或有類似廢棄物之業者，加速其評估循環的減碳效果，本文表三提供廢棄物再生產品的碳係數數據供各界參考，連同可替代原生料製造產品的碳係數一起呈現。原生材料的碳足跡係數可能因來源、時間、地點和所採用之技術，使係數值有所差異，所以表3也列出參考資料的來源，供各界參考。成大研究團隊與半導體封測廠合作，特別製作一份說明手冊，有興趣的讀者可在以下網址閱覽。https://reurl.cc/M80oaW
表3、各種廢棄物經再生處理，產品替代原生料之整體減碳潛力
參考文獻
- ISO, ISO 14067 Greenhouse gases — Carbon footprint of products —Requirements and guidelines for quantification, Pulised in Switzerland, 2018.
- Wernet, G., Bauer, C., Steubing, B., Reinhard, J., Moreno-Ruiz, E., and Weidema, B., 2016. The ecoinvent database version 3 (part I): overview and methodology. The International Journal of Life Cycle Assessment, [online] 21(9), pp.1218–1230. Available at: http://link.springer.com/10.1007/s11367-016-1087-8.
- Gold and climate change: Current and future impacts. World Gold Council 2019. Available at: https://www.gold.org/goldhub/research/gold-and-climate-change-current-and-future-impacts.
- 日月光投控，2021年永續報告書，2022。
- 行政院環境保護署，溫室氣體排放量盤查作業指引，2022。
- 行政院環境保護署，臺灣 2050 淨零轉型「資源循環零廢棄」關鍵戰略行動計畫（草案），2023。
- 經濟部工業局，半導體資源化應用技術手冊，2009。